开发软磁材料增材制造！NASA资助Elementum 3D

导读：太空电力推进系统对行星际任务的重要性正在增加，而现有的磁性材料和制造方法不足以生产具有足够机械强度和磁性的大直径霍尔效应推进器(HET)。因此，人们需要更好的制造方法来生产具有正确磁性和结构坚固性的HET。

△NASA喷气推进实验室运行的6kW霍尔推进器

南极熊获悉，Elementum 3D于2021年6月17日宣布获得NASA SBIR第一阶段资金，开发用于大直径增材制造软磁材料。第一阶段工作的主要目标是研究、开发和展示适用于生产大直径霍尔效应推进器的软磁原料材料和增材生产工艺，满足磁性和机械性能目标。

△VAC用软磁材料制成的冲压（非3D打印）部件。虽然Co-Fe软磁产品可以很容易地制成片材，但大坯料生产会导致材料脆弱、易碎和不均匀。

钴铁软铁磁合金具有无与伦比的磁饱和、高导磁率、高居里温度和极高的强度，非常适用于软磁应用，包括霍尔效应推进器（HET）。然而，这些合金由于低延展性和无法生产大尺寸形状面临制造性问题。虽然Co-Fe软磁产品可以很容易地制成片材，但大坯料的生产会导致材料脆弱、易碎和不均匀。

△直接金属激光烧结(DMLS)

Elementum 3D与Altius Space Machines合作，提议开发一种增材制造 (AM) 工艺和材料原料，利用钴铁软磁材料制造大直径HET。3D打印技术能够直接从粉末原料生产大型结构，这将克服铁钴坯料制造尺寸的问题。其他优势还包括有利的BTF比（Buy-to-Fly ratio）、设计自由度和推重比（Thrust-to-weightratio）的增加。

△DMLS是将激光发射到粉末金属床中，并自动对准3D空间中的点，然后将材料熔化/焊接在一起形成固体结构的过程。

参考阅读：

1. Materials and Process for Additive Manufacturing of LargeDiameter Hall-Effect Thrusters.
2. AM of soft magnetic materials by Elementum 3D funded byNASA